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Title

Red wine as an antimicrobial against dental plaque: Preliminary studies in a biofilm model

Other TitlesEl vino tinto podría actuar como antimicrobiano frente a la placa dental: Primeros estudios en sistemas modelo
AuthorsMuñoz-González, Irene CSIC ORCID; Thurnheer, Thomas; Bartolomé, Begoña CSIC ORCID ; Moreno-Arribas, M. Victoria CSIC ORCID
KeywordsWine
Biofilms
Vino
Dental cavities
Caries dental
Issue Date2014
Citation37th World Congress of Vine and Wine (2014)
Abstract[EN]: Dental plaque consists in an accumulation, on the tooth surface, of anaerobic and aerobic bacteria, symbiotically coexisting and embedded in an extracellular matrix of polymers of bacterial and salivary origin. Biofilm models that simulate dental plaque have been used in predicting in vivo efficacy of antimicrobials. Although there is substantial literature reporting the antimicrobial properties of phenolic compounds or polyphenols against bacteria isolates information about their effect on oral biofilms is still scarce. The aim of this work was to explore the antimicrobial effects of red wine, wine polyphenols and some component of the wine matrix (mannoproteins, peptides) in a biofilm model of the supragingival plaque that integrates five bacteria species (Actinomyces oris, Fusobacterium nucleatum, Streptococcus oralis, Streptococcus mutans and Veillonella dispar), commonly associated with dental caries, whose complication could provoke the development of more serious oral diseases (periodontitis, gingivitis). The following solutions were tested: a polyphenols-rich red wine, the same, but dealcoholized, red wine and a wine phenolic extract (Provinols™), especially rich in anthocyanins, enriched with a grape seed extract (Vitaflavan®) rich in flavan-3-ols or with inactive dry yeast extracts (IDY), rich in mannoproteins or peptides. Microbiological analysis (colony forming units (CFU) counting and confocal laser scanning microscopy (CLSM)) of the biofilms after the application of different test solutions (red wine, dealcoholized wine, red wine extract, grape seed extract and IDY) showed that the grape seed extract solution was the most effective, exhibiting high activity against F. nucleatum, S. oralis and A. oris. Additionally, both red wine and dealcoholized red wine had an antimicrobial effect against F. nucleatum and S. oralis. Additional experiments were carried out to determine any possible phenolic metabolism during formation of the bacterial biofilm. Flavan-3-ol precursors such as (+)-catechin and procyanidin B2 suffered an almost complete and early degradation when incubating biofilms with the red wine extract but no degradation was observed after incubation with the grape seed extract, probably due both to its higher concentration and antimicrobial effects. To our knowledge, this is the first study of antimicrobial properties of wine in an oral biofilm model.
[ES]: La placa dental consiste en la acumulación heterogénea de bacterias aerobias y anaerobias, conviviendo de forma simbiótica, y rodeadas por una matriz intercelular de polímeros de origen salival y microbiano, que se adhiere al esmalte de los dientes o al espacio gingival dentario. Los modelos de biofilm o biopelículas, que simulan la placa dental, han sido ampliamente utilizados con el objetivo de testar la eficacia de compuestos antimicrobianos. Sin embargo, apenas existen estudios acerca de las propiedades antimicrobianas del vino y/o de sus componentes (i.e. polifenoles) sobre bacterias orales asociadas en forma de biofilm. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto antimicrobiano del vino tinto, de los polifenoles del vino y de algunos componentes de la matriz vínica (manoproteínas, péptidos) en un modelo de biofilm que simula la placa dental supragingival, conteniendo cinco especies bacterianas (Actinomyces oris, Fusobacterium nucleatum, Streptococcus oralis, Streptococcus mutans y Veillonella dispar), comúnmente asociadas al desarrollo de la caries dental, cuya complicación puede derivar en el desarrollo de enfermedades orales más graves como la periodontitis o gingivitis. Se estudiaron varias soluciones: un vino tinto rico en polifenoles, el mismo vino tinto desalcoholizado y un extracto fenólico de vino (Provinols™), especialmente rico en antocianinas, el cual se enriqueció bien con un extracto de semilla de uva (Vitaflavan®) rico en flavan-3-oles, o bien con extractos de levaduras secas inactivas (IDY) ricos en manoproteínas o péptidos. El análisis microbiológico (recuento de unidades formadoras de colonias (UFC) y microscopía confocal láser de barrido (CLSM)) de los biofilm tras la aplicación de las diferentes soluciones mostró que la solución de extracto de semilla de uva fue la más efectiva, presentando una alta actividad antimicrobiana frente a F. nucleatum, S. oralis y A. oris. Además, tanto el vino tinto como el vino tinto desalcoholizado mostraron un efecto antimicrobiano frente a F. nucleatum y S. oralis. También se evaluó el metabolismo de los polifenoles del vino por parte de las bacterias del biofilm, comprobándose la degradación de los precursores de flavan-3-oles, como la (+)-catequina o la procianidina B2, cuando se incubaron los biofilm con el extracto de vino, que no se detectó cuando éstos fueron incubados con el extracto de semilla de uva, probablemente debido a la mayor concentración de flavan-3-oles y, por consiguiente, a su efecto antimicrobiano. En nuestro conocimiento, este es el primer estudio acerca de las propiedades antimicrobianas de vino en un modelo biofilm de la placa dental.
DescriptionResumen del trabajo presentado al 37 Congreso Mundial de la Viña y el Vino celebrado en Mendoza (Argentina) del 9 al 17 de Noviembre de 2014.
Publisher version (URL)http://www.oiv2014.gov.ar/index.php
URIhttp://hdl.handle.net/10261/115235
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